博通Sian3和Sian2M为AI集群提供200G/通道速度

芝能智芯出品

随着全球对人工智能（AI）基础设施的资本开支加大，谁都不想错过这波浪潮，计算和数据传输需求激增，推动了每通道 200Gbps 光学 PHY 的发展。

博通推出的 Sian3 和 Sian2M DSP PHY 芯片，分别针对单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）链路，优化了 800G 和 1.6T 光互连的功耗和成本，为 AI 集群提供高效支持。

Sian2M 通过集成 VCSEL 驱动器延长短距离 MMF 链路寿命，而 Sian3 借助 3nm 工艺将 1.6T 功耗降至 23W。

AI 集群的计算需求正以指数级增长，尤其在 Nvidia 等厂商推动 GPU 从 800Gbps 向 1.6Tbps 迁移的背景下，光互连成为瓶颈。

● 高速互连面临多个挑战，主要包括：

◎ 短距离互连（100m 以内）受限于 VCSEL 技术的物理瓶颈。

◎ 长距离互连（2-3km）在 1.6T 速率下功耗剧增，成为扩展 AI 集群的主要制约。

Sian3 和 Sian2M 提供每通道 200Gbps 的速度，支持 8 通道并行实现 1.6Tbps 总带宽，性能直接满足了 AI 训练和推理对高吞吐量的需求。

在分布式深度学习中，集群内 GPU 间的参数同步需要极低延迟和高带宽，Sian 系列通过 PAM-4 调制和 DSP 优化，将误码率（BER）控制在 10⁻¹² 以下，确保数据传输的可靠性。

对于用户，这意味着更快的模型训练速度和更高的计算效率。在超大规模数据中心中，Sian3 支持的 1.6T 链路可将集群间的通信瓶颈减少约 50%，显著提升整体吞吐量。

● 功耗是 AI 集群可扩展性的关键限制因素。

◎ 传统 800G SMF 光模块功耗约为 15-16W，若直接扩展至 1.6T，功耗可能翻倍至 30W 以上，增加冷却成本和能源开支。

◎ Sian3 利用 3nm 工艺和 DSP 架构优化，将 1.6T 功耗降至 23W，相较竞品（约 32W）节省约 28% 的能耗。每比特皮焦耳（pJ/bit）也随之下降，接近 800G 时的水平。

◎ Sian2M 则针对短距离 MMF 链路，集成 VCSEL 驱动器，功耗控制在 10-12W 范围内。这一设计延长了 VCSEL 技术的寿命，使其在 1.6T 时代仍具竞争力。

对于短距离应用（如 100 米内机架间连接），用户可获得低功耗和高密度的双重优势，减少机房散热压力。从 5nm 到 3nm 的工艺跃迁降低了功耗，缩小了芯片尺寸。

◎ Sian3 的裸片面积较 Sian2 减少约 30%，降低了制造成本和封装费用。对于模块开发商，这意味着每比特美元成本（$/bit）下降，使 1.6T 光模块更具市场竞争力。

◎ Sian2M 通过集成驱动器减少外部组件需求，进一步优化了短距离链路的 BOM（物料清单）成本。成本下降直接转化为更低的采购和运营开支。例如，数据中心运营商在部署 1.6T 集群时，可节省约 20% 的互连成本，同时受益于更高的带宽密度。

● Sian3 和 Sian2M 针对不同链路长度优化，提供了灵活的解决方案。

◎ Sian3 支持 2-3 公里 SMF 链路，适用于跨建筑的 AI 集群连接；

◎ Sian2M 则专注 100 米内 MMF 链路，满足机架内或机房内的高密度需求。

这种分层设计让用户能够根据实际场景选择最优方案，避免资源浪费。

◎ Sian3 可用于连接分布式数据中心；

◎ 而 Sian2M 则适合机柜内部署，共同构建高效的光互连网络。

● Sian3凭借其在功耗、带宽密度和工艺技术上的优势，如23W的1.6T功耗领先业界，支持1.6Tbps带宽满足AI集群高吞吐量需求，并通过3nm工艺降低芯片尺寸和成本；当然Sian3也面临初期制造成本高、与现有模块兼容性挑战以及对高效散热方案的需求等局限。

● Sian2M通过集成VCSEL驱动器实现了低功耗（10-12W）和成本效益，特别适合短距离高密度部署，同时延长了短距离光学应用周期，但受限于100米内的链路距离，且在更高带宽下的可扩展性存疑，同样面临着热管理压力。

两款产品分别针对SMF和MMF市场进行优化，旨在覆盖从超大规模数据中心到中小企业及边缘计算的光互连需求，虽然都在1.6T高密度部署中面临热管理和电源设计挑战，但Sian3更适合追求性能的头部客户寻求长期投资回报，而Sian2M则为注重成本和功耗的用户提供了即时的优势。

博通目前已向早期客户及合作伙伴提供 Sian3 和 Sian2M 芯片样品。预计在 2025 年第三季度，Sian3 的产量将实现增长，博通将于 2025 年 4 月 1 日至 3 日，在加州旧金山举办的 OFC 活动中，展示 Sian 芯片以及在 1.6T 光学模块内运行的 200G VCSEL。

博通的 Sian3 和 Sian2M DSP PHY 芯片通过 200G/通道的高带宽、低功耗设计和工艺优化，为 AI 集群的光互连提供了强有力的支持。

Sian3 以 23W 的 1.6T 功耗和 3nm 工艺红利，满足了长距离 SMF 链路的高性能需求；Sian2M 则凭借 VCSEL 集成和低成本特性，延长了短距离 MMF 的应用寿命。